李豪杰，劉 雁，裴建兵

（中國(guó)核電工程有限公司，浙江 嘉興 314300）

1 概述

孔板流量計(jì)是壓差流量計(jì)的一種，是使用最廣泛、歷史最久的一種流量測(cè)量?jī)x表，在核電廠有廣泛使用。在核電的調(diào)試過程中，不同工況下的流量跨度較大，連接孔板流量計(jì)的測(cè)量誤差，正確的使用孔板流量計(jì)對(duì)調(diào)試結(jié)果的影響較大。筆者分析了不同流量下孔板流量計(jì)的誤差，孔板流量計(jì)的使用有一定的指導(dǎo)作用。

2 孔板流量計(jì)的工作原理

孔板流量計(jì)就是在管道中放置一個(gè)比管道內(nèi)徑還小的孔板。在孔板前流體穩(wěn)定的向前流動(dòng)，流體流過孔板時(shí)，由于孔徑變小，截面積收縮，使穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)被打破。在孔板附近收縮處，流體的流速會(huì)增加，這樣流體的靜壓力就會(huì)增加，在孔板前后會(huì)造成靜壓差。產(chǎn)生的靜壓差和流體的流量有關(guān)，流量越大靜壓差也越大，通過測(cè)量靜壓差就可以來測(cè)量流體的流量。根據(jù)流體力學(xué)基本知識(shí)，流體經(jīng)過節(jié)流后，壓降與流速的平方成正比，即：

差壓變送器輸出與ΔP成正比，即：

式（3）中：U0為孔板流量計(jì)輸出；UI為孔板壓差輸出；t為0點(diǎn)輸出值。

3 孔板流量計(jì)示數(shù)波動(dòng)分析

當(dāng)孔板流量計(jì)顯示流量為150 m3/h左右時(shí)，此時(shí)儀表輸出U0約為6 mA，壓差傳感器輸出UI約為4.25 mA，孔板壓差約為3.12 kPa。

同理，當(dāng)孔板流量計(jì)顯示流量為300 m3/h左右時(shí)，此時(shí)儀表輸出U0約為8 mA，壓差傳感器輸出UI約為5 mA，孔板壓差約為12.5 kPa。

如果差壓出現(xiàn)+0.5%的波動(dòng)，流量的變化率為4%.

如果差壓出現(xiàn)－0.5%的波動(dòng)，流量的變化率為－4%.

當(dāng)孔板流量計(jì)顯示流量為400 m3/h左右時(shí)，儀表輸出U0約為9.33 mA，壓差傳感器輸出UI約為5.78 mA，孔板壓差約為22.22 kPa。

如果差壓出現(xiàn)+0.5%的波動(dòng)，流量的變化率為2.38%.如果差壓出現(xiàn)－0.5%的波動(dòng)，流量的變化率為－2.13%.當(dāng)孔板流量計(jì)顯示流量為600 m3/h左右時(shí)，儀表輸出U0約為12 mA，壓差傳感器輸出UI約為8 mA，孔板壓差約為50 kPa。

如果差壓出現(xiàn)+0.5%的波動(dòng)，流量變化率為0.5%.

如果壓差出現(xiàn)－0.5%波動(dòng)，流量變化率為－1%.

當(dāng)孔板流量計(jì)顯示流量為800 m3/h左右時(shí)，此時(shí)儀表輸出U0約為14.67 mA，壓差傳感器輸出UI約為11.11 mA，孔板壓差約為88.89 kPa。

如果差壓出現(xiàn)+0.5%的波動(dòng)，流量變化率為0.59%.

如果壓差出現(xiàn)－0.5%波動(dòng)，流量變化率為－0.53%.

當(dāng)孔板流量計(jì)顯示流量為1 000 m3/h左右時(shí)，儀表輸出U0約為17.33 mA，壓差傳感器輸出UI約為15.11 mA，孔板壓差約為138.89 kPa。

如果差壓出現(xiàn)+0.5%的波動(dòng)，流量變化率為0.35%.

如果差壓出現(xiàn)－0.5%的波動(dòng)，流量變化率為－0.4%.

通過對(duì)6個(gè)流量點(diǎn)的計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，在同等壓力波動(dòng)下，150 m3/h時(shí)孔板式流量計(jì)顯示值誤差最大，可達(dá)到儀表量程的17.5%，如果流量繼續(xù)減小，則儀表顯示的誤差會(huì)更大。其次是600 m3/h，而1 000 m3/h時(shí)的誤差最小，如圖1所示，即在流量較小時(shí)，孔板壓差的波動(dòng)對(duì)流量計(jì)的顯示影響較大，隨著流量的增大，孔板壓差波動(dòng)對(duì)流量計(jì)顯示的影響減小。

圖1 不同流量下壓差流量計(jì)的誤差趨勢(shì)

4 結(jié)論

當(dāng)壓差式流量計(jì)流量很小時(shí)，流體細(xì)微的擾動(dòng)（比如管道振動(dòng)、泵出口壓力的微小波動(dòng)）都會(huì)造成差壓流量計(jì)顯示劇烈變化，如流體流量為150 m3/h時(shí)，流體壓差有1 kPa的波動(dòng)，流量計(jì)波動(dòng)達(dá)到17.5%。流量逐漸增大，孔板壓差波動(dòng)對(duì)壓差式流量計(jì)顯示的影響越小。

參考文獻(xiàn)：

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［2］田野，王岳，郭士歡，等.常見流量計(jì)的應(yīng)用［J］.當(dāng)代化工，2011（12）：1294-1296.